RU2030124C1 - Electric heater for preparation of hot liquid - Google Patents
Electric heater for preparation of hot liquid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2030124C1 RU2030124C1 SU5002521A RU2030124C1 RU 2030124 C1 RU2030124 C1 RU 2030124C1 SU 5002521 A SU5002521 A SU 5002521A RU 2030124 C1 RU2030124 C1 RU 2030124C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- sensors
- temperature
- electric heating
- sensor
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 18
- 108010053481 Antifreeze Proteins Proteins 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротермии и может быть применено в электронагревательных приборах, например электро- самоварах. The invention relates to electrothermics and can be used in electric heaters, for example, electric samovars.
Известны электронагревательные приборы, содержащие терморегуляторы и сигнализаторы времени закипания в виде свистков, индикаторов (1). Недостатком этих устройств является отсутствие автоматического отключения при закипании. Known electric heaters containing temperature controllers and boiling time indicators in the form of whistles, indicators (1). The disadvantage of these devices is the lack of automatic shutdown when boiling.
Известно устройство, принимаемое за прототип (2), осуществляющее селективное отключение электроводонагревательного прибора при закипании и отсутствии в нем воды, содержащее датчик температуры, связанный с дифференцирующим блоком, который соединен через селектор нагрева и звено задержки с блоком управления, связанным с коммутатором. Датчик температуры, в качестве которого используется терморезистор, находится в электроводонагревательном приборе и имеет тепловой контакт с водой и корпусом нагревательного элемента. Недостатками устройства, принятого за прототип, является его низкая надежность, техническая сложность, высокая себестоимость, невозможность поддержания температуры воды на заданном уровне и ее повторного закипания при доливе воды. A device is known that is taken as a prototype (2), which selectively shuts off an electric water heating device when it boils and does not have water, containing a temperature sensor connected to a differentiating unit, which is connected via a heating selector and a delay link to a control unit connected to the switch. The temperature sensor, which is used as a thermistor, is located in the electric water heater and has thermal contact with water and the housing of the heating element. The disadvantages of the device adopted for the prototype are its low reliability, technical complexity, high cost, the inability to maintain the water temperature at a given level and its re-boiling when topping up water.
Целью изобретения является повышение надежности, упрощение конструкции, уменьшение себестоимости, обеспечение возможности задания интервала времени кипения жидкости, повторного закипания при доливе жидкости, термостатирование жидкости, аварийное отключение электронагревательного устройства. The aim of the invention is to increase reliability, simplify the design, reduce costs, provide the ability to set the time interval for boiling the liquid, re-boiling when topping up the liquid, temperature control of the liquid, emergency shutdown of the electric heating device.
Поставленная цель достигается тем, что электронагревательное устройство для приготовления горячей жидкости содержит систему из функционально связанных блока управления и двух датчиков температуры, причем датчики температуры изготовлены из позисторных материалов с различающимися характеристиками, один датчик заключен в теплоизолирующую оболочку и имеет тепловой контакт с жидкостью и корпусом устройства, другой имеет тепловой контакт с электронагревательным элементом и жидкостью, размещение датчиков в устройстве обеспечивает максимальную разность температур между ними. This goal is achieved in that the electric heating device for preparing hot liquid comprises a system of functionally coupled control unit and two temperature sensors, the temperature sensors being made of posistor materials with different characteristics, one sensor is enclosed in a heat-insulating shell and has thermal contact with the liquid and the device body , the other has thermal contact with the electric heating element and the liquid, the placement of sensors in the device provides max the temperature difference between them.
На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - пример конкретного выполнения устройства. In FIG. 1 shows a block diagram of a device; in FIG. 2 is an example of a specific implementation of the device.
Датчик температуры 1 заключен в теплоизолирующую оболочку, размещен на дне электронагревательного устройства и имеет тепловой контакт с нагреваемой жидкостью и корпусом устройства. Датчик 2 заключен в теплопроводящую оболочку, размещен на корпусе нагревательного элемента 3 в зоне, имеющей максимальную температуру, и контактирует с нагреваемой жидкостью. В качестве датчиков температуры использованы терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления (позисторы) с различающимися характеристиками. Датчики 1 и 2 соединены последовательно. Выход датчиков соединен с входом блока управления 4, выход которого соединен с входом коммутатора 5. Коммутатор 5 соединен с нагревательным элементом 3 и осуществляет его селективное подключение к сети. The
Величина суммарного сопротивления датчиков 1 и 2 определяет вид сигнала от блока управления для коммутатора 5 на подключение или отключение электронагревательного элемента от сети. Использование двух последовательно соединенных датчиков 1 и 2 увеличивает крутизну температурной зависимости сопротивления датчиков и, следовательно, повышает надежность срабатывания блока управления и всего устройства в целом. The value of the total resistance of
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
При включении в сеть электронагревательного устройства с жидкостью, температура которой ниже температуры закипания, суммарная величина сопротивления датчиков 1 и 2 находится ниже порогового значения и блок 4 управления вырабатывает сигнал для коммутатора 5 на включение электронагревательного элемента 3 в сеть. В электронагревательном устройстве происходит нагрев жидкости. Конвекционные потоки жидкости осуществляют тепловую связь между датчиками 1 и 2. Сопротивление датчиков возрастает. Наличие теплоизолирующей оболочки датчика 1 и размещение его на дне электронагревательного устройства приводит к появлению гистерезиса температуры датчика 1 относительно температуры жидкости и датчика 2. При закипании жидкости температура датчика 1 вследствие наличия теплового гистерезиса будет несколько меньше температуры кипения жидкости. Суммарное сопротивление датчиков 1 и 2 остается ниже порогового значения и блок управления 4 продолжает вырабатывать сигнал для коммутатора 5 на подключение электронагревательного элемента 3 к сети. При этом жидкость продолжает кипеть. Через некоторое время, определяемое конструкцией теплоизолирующей оболочки датчика 1 и материалом, из которого она изготовлена, температура датчика 1 увеличивается, суммарное сопротивление датчиков 1 и 2 становится выше порогового значения и блок 4 управления вырабатывает сигнал для коммутатора 5 на отключение электронагревательного элемента 3 от сети. Кроме того, конструкция блока 4 управления позволяет менять коэффициент передачи сигнала от датчиков 1 и 2 на вход блока 4 управления и таким образом изменять пороговое значение суммарного сопротивления датчиков 1 и 2, при котором вырабатывается сигнал на отключение электронагревательного элемента от сети, что позволяет варьировать время кипения жидкости. Таким образом, время кипения жидкости можно задавать материалом и конструкцией теплоизолирующей оболочки датчика 1 и конструкцией блока 4 управления. When an electric heating device with a liquid, the temperature of which is lower than the boiling temperature, is connected to the network, the total resistance value of
При охлаждении жидкости до температуры, при которой суммарное значение сопротивления датчиков 1 и 2 становится меньше порогового значения, блок 4 управления вырабатывает сигнал для коммутатора 5 на включение электронагревательного элемента 3 в сеть. Происходит разогрев жидкости до температуры, несколько ниже температуры кипения жидкости. Повторного закипания жидкости не произойдет вследствие того, что произошел разогрев теплоизолирующей оболочки датчика 1 и суммарное сопротивление датчиков 1 и 2 достигнет порогового значения при температуре ниже температуры кипения жидкости. В дальнейшем осуществляется термостатирование жидкости при температуре, определяемой пороговым значением суммарного сопротивления датчиков 1 и 2 ниже температуры кипения жидкости. When the liquid is cooled to a temperature at which the total resistance value of the
При доливе холодной жидкости она опускается на дно электронагревательного устройства, в результате происходит резкое охлаждение датчика 1 вместе с теплоизолирующей оболочкой и возникает разность температур между датчиками 1 и 2. Суммарное сопротивление датчиков 1 и 2 становится меньше порогового значения и блок 4 управления вырабатывает сигнал на подключение электронагревательного элемента к сети. Возникновение теплового гистерезиса вследствие охлаждения теплоизолирующей оболочки датчика 1 при доливе холодной жидкости приводит к закипанию жидкости. В дальнейшем происходит разогрев теплоизолирующей оболочки датчика 1 и суммарное сопротивление датчиков 1 и 2 достигает порогового значения при температуре ниже температуры кипения жидкости. Таким образом, осуществляется термостатирование жидкости. When topping up cold liquid, it sinks to the bottom of the electric heating device, as a result, the
При включении электронагревательного устройства без жидкости блок 4 управления вырабатывает сигнал для коммутатора 5 на включение электронагревательного элемента 3 в сеть. Происходит быстрый разогрев электронагревательного элемента 3, датчика 2 и значительно меньший разогрев датчика 1. При определенной температуре, которая выбирается ниже, чем температура разрушения электронагревательного элемента, суммарная величина сопротивления датчиков 1 и 2 становится выше порогового значения, происходит отключение электронагревательного элемента 3 от сети. When you turn on the electric heating device without liquid, the
Позисторные материалы для датчиков 1 и 2 подбираются таким образом, что материал для датчика 1 значительно увеличивает сопротивление в области температур, лежащих несколько ниже температуры кипения жидкости, а материал для датчика 2 значительно увеличивает свое сопротивление в области температур, лежащих несколько выше температуры кипения жидкости. Поэтому основной вклад в величину суммарного сопротивления датчиков 1 и 2 при температуре ниже кипения жидкости дает датчик 1. При включении электронагревательного устройства без жидкости и разогреве датчика 2 выше температуры кипения жидкости основной вклад в величину суммарного сопротивления датчиков дает датчик 2. Теплопроводящая оболочка датчика 2 позволяет уменьшить время включения нагревательного элемента 3 в сеть при отсутствии жидкости и тем самым увеличивает срок службы электронагревательного устройства. Использование двух функционально связанных датчиков, изготовленных из позисторных материалов с различающимися характеристиками позволяет в сравнении с прототипом упростить блок-схему устройства путем исключения дифференцирующего блока, селектора нагрева и звена задержки. Кроме того, система из двух функционально связанных датчиков, их конструктивное размещение и наличие теплоизолирующей оболочки датчика 1 позволяет значительно расширить функциональные возможности электронагревательного устройства. В отличии от прототипа предлагаемое устройство кипятит жидкость в течение заданного интервала времени, термостатирует жидкость при заданной температуре после ее закипания и осуществляет повторное кипячение жидкости после долива. The posistor materials for
Таким образом, предлагаемое изобретение является новым и имеет изобретательский уровень. Промышленная применимость предлагаемого технического решения иллюстрируется примером конкретного выполнения. Thus, the present invention is new and has an inventive step. The industrial applicability of the proposed technical solution is illustrated by an example of a specific implementation.
П р и м е р. В электрической схеме датчики температуры 1 и 2 представляют собой позисторы R1 и R2. Датчик R1 установлен на дне электронагревательного устройства и заключен в теплоизолирующую оболочку. Датчик R2 установлен на электронагревательном элементе типа ТЭН и заключен в теплопроводящую оболочку. Блок 4 управления состоит из конденсатора С1, резистора R3 и симметричного динистора V1. Коммутатор 5 представляет собой симистор V2. Нагревательный элемент 3 обозначен на схеме как ТЭН.PRI me R. In the electrical circuit,
Указанная схема работает следующим образом. The specified scheme works as follows.
При подключении к сети выводов 7 и 8, когда в электронагревательном приборе имеется холодная вода, с помощью элементов С1, R3 и V1 формируются запускающие импульсы. Их формирование осуществляется, когда напряжение на конденсаторе С1 достигает порога переключения динистора V1. Амплитуда сигналов, поступающих на вход динистора V1, определяется постоянной времени цепи из элементов R1, R2 и С1, а также коэффициентом передачи сигналов от датчиков R1 и R2, который задается делителем из элементов R1, R2 и R3.When connecting
При подключении к сети выводов 7 и 8 сетевой сигнал через датчики R1 и R2 поступает на вход 9 динистора V1. Суммарное сопротивление датчиков R1 и R2 ниже порогового значения и амплитуда сигнала на входе 9 динистора V1 превышает его порог переключения, динистор V1 открывается и на вход 10 коммутатора V2 поступает сигнал на подключение нагревательного элемента ТЭН к сети. Происходит нагревание воды. Сопротивление датчиков R1 и R2 возрастает. Наличие теплоизолирующей оболочки датчика R1 и размещение его на дне электронагревательного устройства приводит к появлению гистерезиса температуры датчика R1 относительно температуры воды и датчика R2. При закипании жидкости температура датчика R1 вследствие наличия теплового гистерезиса будет несколько меньше температуры кипения жидкости. Суммарное сопротивление датчиков R1 и R2 ниже порогового значения и амплитуда сигнала на входе 9 динистора V1 продолжает превышать его порог переключения, динистор V1 остается открытым и на вход 10 коммутатора V2 продолжает поступать сигнал на подключение электронагревательного элемента ТЭН к сети. Жидкость продолжает кипеть. Через некоторое время температура датчика R1 увеличивается. Суммарное сопротивление датчиков R1 и R2 становится выше порогового значения и амплитуда сигнала на входе 9 динистора V1 становится ниже порога переключения, динистор V1 закрывается и на вход 10 коммутатора V2 не поступает сигнал на подключение электронагревательного элемента ТЭН к сети. Пороговое значение суммарного сопротивления датчиков R1 и R2, при котором амплитуда сигнала на входе 9 динистора V1 достигает порога его переключения, определяется коэффициентом передачи сигнала делителем, состоящим из датчиков R1, R2 и сопротивления R3. Измеряя величину сопротивления R3, можно менять пороговое значение суммарного сопротивления датчиков R1 и R2. Возможность варьирования порогового значения суммарного сопротивления датчиков R1 и R2 позволяет менять интервал времени между закипанием воды и моментом, когда суммарное сопротивление датчиков R1 и R2 в результате прогрева датчика R1 с теплоизолирующей оболочкой достигнет установленного порогового значения. Такая возможность позволяет варьировать интервал времени кипения воды.When connecting to the network of
При охлаждении воды после ее закипания до температуры, при которой суммарное значение сопротивления датчиков R1 и R2 становится меньше установленного порогового значения, амплитуда сигнала на входе 9 динистора V1 превысит порог его переключения. Динистор V1 открывается и на вход 10 коммутатора V2 поступает сигнал на подключение электронагревательного элемента ТЭН к сети. Повторного закипания воды не произойдет вследствие того, что в результате разогрева теплоизолирующей оболочки датчика R1 суммарное сопротивление датчиков R1 и R2 достигнет порогового значения при температуре ниже температуры кипения воды. В дальнейшем осуществляется термостатирование воды при температуре, определяемой пороговым значением суммарного сопротивления датчиков R1 и R2, ниже температуры кипения воды.When cooling the water after it boils to a temperature at which the total resistance value of the sensors R 1 and R 2 becomes less than the set threshold value, the amplitude of the signal at
При доливе холодной воды в электронагревательное устройство датчик R1 с теплоизолирующей оболочкой охлаждается. Суммарное сопротивление датчиков R1 и R2 становится ниже порогового, и электронагревательный элемент ТЭН подключается к сети. Происходит нагрев воды. В дальнейшем схема работает аналогично вышеописанному.When topping up cold water in an electric heating device, the sensor R 1 with a heat-insulating shell is cooled. The total resistance of the sensors R 1 and R 2 becomes lower than the threshold, and the electric heating element TEN is connected to the network. Water is heating up. In the future, the circuit works similarly to the above.
При отсутствии воды в электронагревательном устройстве и подключении сети к выводам 7 и 8 суммарное значение сопротивления датчиков R1 и R2 находится ниже порогового значения, амплитуда сигнала на входе 9 динистора V1 превышает его порог переключения, динистор V1 открывается, на вход 10 коммутатора V2 поступает сигнал на подключение электронагревательного элемента ТЭН к сети. Происходит быстрый нагрев ТЭНа и датчика R2. Суммарное сопротивление датчиков R1 и R2 становится выше порогового значения, амплитуда сигнала на входе 9 динистора V1 становится ниже порога его переключения, динистор V1 закрывается, коммутатор V2 отключает ТЭН от сети.If there is no water in the electric heating device and the network is connected to
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5002521 RU2030124C1 (en) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | Electric heater for preparation of hot liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5002521 RU2030124C1 (en) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | Electric heater for preparation of hot liquid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2030124C1 true RU2030124C1 (en) | 1995-02-27 |
Family
ID=21585338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5002521 RU2030124C1 (en) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | Electric heater for preparation of hot liquid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2030124C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2406274C1 (en) * | 2009-12-25 | 2010-12-10 | Владимир Иванович Зеленов | Heating element with power control for liquids |
| RU2565051C2 (en) * | 2010-05-14 | 2015-10-20 | Электролюкс Хоум Продактс Корпорейшн Н.В. | Heating circuit with control unit for domestic appliance |
| RU2570364C2 (en) * | 2010-05-14 | 2015-12-10 | Электролюкс Хоум Продактс Корпорейшн Н.В. | Heating loop with monitoring device for household electric appliance |
| RU199535U1 (en) * | 2019-11-06 | 2020-09-07 | Яковлев Игорь Сергеевич | CONVECTIVE ELECTRIC HEATING DEVICE OF FLOOR OR WALL TYPE |
-
1992
- 1992-07-17 RU SU5002521 patent/RU2030124C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Бытовые электронагревательные приборы. М.:Энергоиздат, 1961, с.262. * |
| 2. Авторское свидетельство СССР N 11415, кл. H 05B 1/02, 1980. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2406274C1 (en) * | 2009-12-25 | 2010-12-10 | Владимир Иванович Зеленов | Heating element with power control for liquids |
| RU2565051C2 (en) * | 2010-05-14 | 2015-10-20 | Электролюкс Хоум Продактс Корпорейшн Н.В. | Heating circuit with control unit for domestic appliance |
| RU2570364C2 (en) * | 2010-05-14 | 2015-12-10 | Электролюкс Хоум Продактс Корпорейшн Н.В. | Heating loop with monitoring device for household electric appliance |
| RU199535U1 (en) * | 2019-11-06 | 2020-09-07 | Яковлев Игорь Сергеевич | CONVECTIVE ELECTRIC HEATING DEVICE OF FLOOR OR WALL TYPE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0973427B1 (en) | Heating vessel and method of controlling the heating element of such a vessel | |
| US4044348A (en) | Circuit energization indicator with thermal timing means to maintain the indication for a predetermined time after de-energization | |
| KR850003828A (en) | Thermal efficiency control device of steam pressure cooker | |
| KR890016873A (en) | Thermal efficiency control device of heating element of cooking plate | |
| US2819371A (en) | Heating apparatus | |
| KR850002225A (en) | Control of cooking process in the pressure cooker | |
| RU2030124C1 (en) | Electric heater for preparation of hot liquid | |
| SE460247B (en) | DEVICE TO AFFECT THE COOKING OR COOKING TIME AT A COOKER | |
| US4313052A (en) | Cooking unit | |
| US4039771A (en) | Coffee maker | |
| FR2640401B1 (en) | DEVICE FOR ELECTRONICALLY CONTROLLING THE SUPPLY OF A HEATING RESISTANCE | |
| US3235709A (en) | Thermostatically controlled electric cooking plate | |
| US4039772A (en) | Coffee maker | |
| GB2065883A (en) | Temperature indicating means | |
| US3353002A (en) | Electric water heater circuit | |
| JPS54101533A (en) | Defrosting control device | |
| JPS56114019A (en) | Temperature controlling circuit | |
| US3431395A (en) | Electric water heater circuit | |
| US3353001A (en) | Electric water heater circuit | |
| US3467814A (en) | Electric water heater circuit means | |
| US2845517A (en) | Range | |
| SU1141592A1 (en) | Switching-off device for electric water heater | |
| JPS61149111A (en) | Liquid heat insulating device | |
| WO1992000655A1 (en) | A method and a device for switching on and off a circuit dependent on temperature | |
| US3463905A (en) | Combination infinite heat switch and solid-state temperature control |